JP4161956B2 - カラーフィルタ基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

カラーフィルタ基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、電子機器に関するものである。
近年、有機蛍光材料等の発光材料をインク化し、このインクを基体上に吐出するインクジェット法により、発光材料のパターニングを行う方法を採用して、陽極及び陰極の間に、前記発光材料からなる発光層が挟持された構造のカラー有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２５２０８３号公報
ところで、上記インクジェット法を用いて有機ＥＬ装置を製造する場合には、配列形成された各画素（発光素子）の発光特性（輝度、色純度等）を均一化することが重要であり、有機ＥＬ装置の製造歩留まりに大きく影響する。上記発光特性を均一化するには、各発光層を画素間で均一且つ平坦に形成することが必要であり、特に膜厚の均一性及び平坦性は、塗布されたインクの乾燥条件により大きく変動するため、該乾燥条件は前記発光素子の均一性を向上させるために重要な要素となる。先の特許文献１では、基板上に滴下したインクの乾燥工程についての明確な記載はないが、実際には以下のような工程を経て発光層の形成が行われる。
まず、画素電極と、各画素領域を区画するバンクとが形成された基板を用意し、バンクに囲まれる領域内に、インクジェット法により正孔注入／輸送層を形成しておく。その後、正孔注入／輸送層が形成された基板に対して、インクジェットヘッドに充填された赤色発光層用インクを、バンクに囲まれる領域内に滴下し、次いで、この滴下されたインクを乾燥させて赤色発光層を形成する。同じくインクジェットヘッドを用いて緑色発光層用インクを基板上に定点配置し、乾燥工程を経て緑色発光層を形成する。さらに、同じくインクジェットヘッドを用いて青色発光層用インクを基板上に定点配置し、乾燥工程を経て青色発光層を形成する。このようにして、基板上に、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層をパターン配置することにより、カラー有機ＥＬ装置を製造するものとしている。
このように、発光色の異なる発光層を形成する場合には、１色のインクを滴下した後、乾燥を行い、しかる後に他の色の発光層を形成する製造方法が採用されるのが一般的である。これは、発光色の異なる発光層では、インクの構成材料が異なるため、その溶媒の構成も異なっているのが通常であり、そのために滴下及び乾燥の最適条件が色毎に異なっていることによるものである。
しかしながら、このように色毎にインクの滴下と、乾燥とを順次行っていたのでは製造に時間が掛かり、また、例えば赤色発光層を形成した後、緑色発光層を形成する工程において、既に乾燥が終了している赤色発光層が再び溶媒雰囲気に曝されるため、溶媒の種類によっては赤色発光層が再溶解され、その結果発光層に変質が生じ、特性の劣化が生じるおそれもある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数種の着色層を備えるカラーフィルタ基板の製造効率を飛躍的に向上させ、且つ形成される各着色層の膜厚均一性及び平坦性も向上させることが可能なカラーフィルタ基板の製造方法を提供することにある。また、異なる目的は、複数種の発光層等の電気光学層を備える電気光学装置の製造効率を飛躍的に向上させることが可能であり、且つ形成される各電気光学層の膜厚均一性、及び平坦性を向上させることが可能な電気光学装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、複数色の着色層を所定パターンで複数備えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、基板上に、前記着色層の形成領域を構成する第１開口部を備えた第１隔壁部と、該第１隔壁部上に位置し、同じく前記着色層の形成領域を構成する第２開口部を備えた第２隔壁部とを形成する隔壁部形成工程と、前記各隔壁部の各開口部に対し、前記着色層を構成する各着色材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状体を液滴吐出法にて吐出する吐出工程とを含み、前記吐出する液状体は、各色の着色層毎にそれぞれ異なる粘度を有するものであって、前記隔壁部形成工程においては、前記第１隔壁部を前記第２隔壁部の開口内面から突き出す形にて形成するものとしており、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に大きくすることを特徴とする。
本発明者が上記課題に鑑みて検討を重ねた結果、液状体の粘度により、形成される着色層の膜厚が不均一となることが見出された。つまり、用いる液状体の粘度が高いと、隔壁部の開口内に形成される着色層の膜厚が中心部において大きくなる傾向があり、一方、液状体の粘度が低いと、隔壁部の開口内に形成される着色層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向がある。
また、本発明者の検討結果、第１隔壁部のうち第２隔壁部の開口内面から突出する部分（突出部）の表面積により、形成される着色層の膜厚が不均一となることが見出された。つまり、第１隔壁部の上記突出部の表面積が小さいと、隔壁部の開口内に形成される着色層の膜厚が中心部において大きくなる傾向があり、一方、第１隔壁部の上記突出部の表面積が大きいと、隔壁部の開口内に形成される着色層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向がある。
そして、このような検討結果に基づき、本発明者は、用いる液状体の粘度がパターン毎に種々異なる場合にも、着色層の膜厚を均一且つ平坦にすることが可能な手法を見出すことに成功したのである。つまり、上記した本発明の製造方法のように液状体の粘度に応じて第１隔壁部の突出部の面積を好適に調整することで、具体的には、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、第１隔壁部の突出部の表面積を相対的に小さくし、また相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、第１隔壁部の突出部の表面積を相対的に大きくすることで、各着色層の膜厚をそれぞれ均一且つ平坦にすることができたのである。
次に、上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置の製造方法は、複数種の電気光学層を所定パターンで複数備える電気光学装置の製造方法であって、基板上に、前記電気光学層の形成領域を構成する第１開口部を備えた第１隔壁部と、該第１隔壁部上に位置し、同じく前記電気光学層の形成領域を構成する第２開口部を備えた第２隔壁部とを形成する隔壁部形成工程と、前記各隔壁部の各開口部に対し、前記電気光学層を構成する各機能材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状体を液滴吐出法にて吐出する吐出工程とを含み、前記吐出する液状体は、各種の電気光学層毎にそれぞれ異なる粘度を有するものであって、前記隔壁部形成工程においては、前記第１隔壁部を前記第２隔壁部の開口内面から突き出す形にて形成するものとしており、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に大きくすることを特徴とする。
本発明者が上記課題に鑑みて検討を重ねた結果、液状体の粘度により、形成される電気光学層の膜厚が不均一となることが見出された。つまり、用いる液状体の粘度が高いと、隔壁部の開口内に形成される電気光学層の膜厚が中心部において大きくなる傾向があり、一方、液状体の粘度が低いと、隔壁部の開口内に形成される電気光学層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向がある。
また、本発明者の検討結果、第１隔壁部のうち第２隔壁部の開口内面から突出する部分（突出部）の表面積により、形成される電気光学層の膜厚が不均一となることが見出された。つまり、第１隔壁部の上記突出部の表面積が小さいと、隔壁部の開口内に形成される電気光学層の膜厚が中心部において大きくなる傾向があり、一方、第１隔壁部の上記突出部の表面積が大きいと、隔壁部の開口内に形成される電気光学層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向がある。
そして、このような検討結果に基づき、本発明者は、用いる液状体の粘度がパターン毎に種々異なる場合にも、電気光学層の膜厚を均一且つ平坦にすることが可能な手法を見出すことに成功したのである。つまり、上記した本発明の製造方法のように液状体の粘度に応じて第１隔壁部の突出部の面積を好適に調整することで、具体的には、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、第１隔壁部の突出部の表面積を相対的に小さくし、また相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、第１隔壁部の突出部の表面積を相対的に大きくすることで、各電気光学層の膜厚をそれぞれ均一且つ平坦にすることができたのである。
前記隔壁部形成工程において、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第２隔壁部の開口内面から突き出した前記第１隔壁部の突出長を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第２隔壁部から突き出した前記第１隔壁部の突出長を相対的に大きくすることができる。このようにすることで、突出部の表面積を簡便に調整することができるようになる。
また、本発明において、前記吐出工程の後、吐出した液状体を各種の電気光学層についてそれぞれ同時に乾燥させる乾燥工程を含むものとすることができる。このように各電気光学層の乾燥を一括して行うことで、電気光学装置の製造効率を従来に比して飛躍的に高めることが可能となる。なお、各電気光学層を同時に乾燥させる場合には、各電気光学層について同一の溶媒を用いることが望ましいが、異なる機能材料に対してそれぞれ同一の溶媒を用いると、各液状体の粘度が異なることとなる。したがって、このような場合に本発明の方法を採用することで、液状体の粘度の相違に基づく電気光学層の膜厚ムラ等の不具合発生を防止ないし抑制することが可能となる。
上記乾燥工程は、真空乾燥工程であることが好ましい。前記基板上に塗布された液状体を乾燥させるために、真空乾燥を用いることで、乾燥条件を細かく制御することが可能になり、乾燥後の電気光学層の膜厚均一性、及び平坦性を良好なものとすることができる。
次に、本発明の電気光学装置は、上記製造方法により得られたことを特徴とし、また本発明の電子機器は、該電気光学装置を例えば表示部として備えることを特徴とする。このような電気光学装置及び電子機器は、低コストで、しかも信頼性の高い装置及び機器となる。
以下、本発明の電気光学装置の一実施形態としての有機ＥＬ装置について、及びその有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図であって、図２は、本実施形態の有機ＥＬ装置の平面模式図、図３は、本実施形態の有機ＥＬ装置の表示領域の断面模式図である。
（有機ＥＬ装置）
図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に対して並列する方向に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ｐが設けられている。
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。
更に、画素領域Ｐの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量capによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（電極）１１１と、この画素電極１１１と陰極（対向電極）１２との間に挟み込まれた有機ＥＬ層１１０とが設けられている。電極１１１と対向電極１２と有機ＥＬ層１１０により、発光素子が構成されている。
走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量capに保持され、該保持容量capの状態に応じて駆動用の薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、更に有機ＥＬ層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。有機ＥＬ層１１０では、流れる電流量に応じて発光が生じる。
本実施形態の有機ＥＬ装置は、図３に示すように、ガラス等からなる透明な基板２と、マトリックス状に配置された発光素子を具備して基板２上に形成された発光素子部１１と、発光素子部１１上に形成された陰極１２とを具備している。ここで、発光素子部１１と陰極１２とにより表示素子１０が構成される。
基板２は、例えばガラス等の透明基板であり、図２に示すように、基板２の中央に位置する表示領域２ａと、基板２の周縁に位置して表示領域２ａを囲む非表示領域２ｃとに区画されている。なお、表示領域２ａは、マトリックス状に配置された発光素子によって形成される領域であり。
また、非表示領域２ｃには、前述の電源線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が配線されている。表示領域２ａの両側には、前述の走査側駆動回路１０５、１０５が配置されている。更に、走査側駆動回路１０５、１０５の両側には、走査側駆動回路１０５、１０５に接続される駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。表示領域２ａの図示上側には製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行う検査回路１０６が配置されている。
図３の断面構成図には、３つの画素領域Ａが図示されている。本実施形態の有機ＥＬ装置では、基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４、有機ＥＬ層１１０が形成された発光素子部１１及び陰極１２が順次積層されて構成されており、有機ＥＬ層１１０から基板２側に発せられた光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるとともに、有機ＥＬ層１１０から基板２の反対側に発せられた光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるようになっている。
尚、上記陰極１２として、透明な材料を用いるならば、陰極側から発光する光を出射させることができる。透明な陰極材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを挙げることができる。
回路素子部１４には、基板２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度リンイオン打ち込みにより形成されている。前記リンイオンが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。
また、前記下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。
そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極１１１が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。また、もう一方のコンタクトホール１４６が電源線１０３に接続されている。このようにして、回路素子部１４には、各画素電極１１１に接続された駆動用の薄膜トランジスタ１２３が形成されている。
発光素子部１１は、複数の画素電極１１１…上の各々に積層された有機ＥＬ層１１０と、各画素電極１１１及び有機ＥＬ層１１０の間に備えられて各有機ＥＬ層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。有機ＥＬ層１１０上には陰極１２が配置されている。これら画素電極１１１、有機ＥＬ層１１０及び陰極１２によって発光素子が構成されている。ここで、画素電極１１１は、例えばＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形状にパターン形成されている。この各画素電極１１１…を仕切る形にてバンク部１１２が備えられている。
バンク部１１２は、図３に示すように、基板２側に位置する第１隔壁部としての無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、基板２から離れて位置する第２隔壁部としての有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとが積層された構成を備えている。無機物バンク層１１２ａは、例えばＴｉＯ２やＳｉＯ２等により形成され、有機物バンク層１１２ｂは、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等により形成される。
無機物、有機物バンク層１１２ａ、１１２ｂは、画素電極１１１の周縁部上に乗上げるように形成されている。平面的には、画素電極１１１の周囲と無機物バンク層１１２ａとが部分的に重なるように配置された構造となっている。また、有機物バンク層１１２ｂも同様であり、画素電極１１１の一部と平面的に重なるように配置されている。また無機物バンク層１１２ａは、有機物バンク層１１２ｂの縁端よりも画素電極１１１の中央側に更に突出するように形成されている。このようにして、無機物バンク層１１２ａの各第１積層部（突出部）１１２ｅが画素電極１１１の内側に形成されることにより、画素電極１１１の形成位置に対応する下部開口部１１２ｃが設けられている。
また、有機物バンク層１１２ｂには、上部開口部１１２ｄが形成されている。この上部開口部１１２ｄは、画素電極１１１の形成位置及び下部開口部１１２ｃに対応するように設けられている。上部開口部１１２ｄは、図３に示すように、下部開口部１１２ｃより間口が広く、画素電極１１１より狭く形成されている。また、上部開口部１１２ｄの上部の位置と、画素電極１１１の端部とがほぼ同じ位置になるように形成される場合もある。この場合は、図３に示すように、有機物バンク層１１２ｂの上部開口部１１２ｄの断面が傾斜した形状となる。このようにして、バンク部１１２には、下部開口部１１２ｃ及び上部開口部１１２ｄが連通された開口部１１２ｇが形成されている。
また、バンク部１１２には、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域が形成されている。親液性を示す領域は、無機物バンク層１１２ａの第１積層部１１２ｅ及び画素電極１１１の電極面１１１ａであり、これらの領域は、酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理されている。また、撥液性を示す領域は、上部開口部１１２ｄの壁面及び有機物バンク層１１２の上面１１２ｆであり、これらの領域は、４フッ化メタン、テトラフルオロメタン、もしくは四フッ化炭素を処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理（撥液性に処理）されている。
有機ＥＬ層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層１１０ｂとから構成されている。
正孔注入／輸送層１１０ａは、発光層１１０ｂに正孔を注入する機能を有するとともに、正孔注入／輸送層１１０ａ内部において正孔を輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と発光層１１０ｂの間に設けることにより、発光層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が発光層で再結合し、発光が行われる。
正孔注入／輸送層１１０ａは、下部開口部１１２ｃ内に位置して画素電極面１１１ａ上に形成される平坦部１１０ａ１と、上部開口部１１２ｄ内に位置して無機物バンク層の第１積層部１１２ｅ上に形成される周縁部１１０ａ２から構成されている。また、正孔注入／輸送層１１０ａは、構造によっては、画素電極１１１上であって、且つ無機物バンク層１１０ａの間（下部開口部１１０ｃ）にのみ形成されている（前述に記載した平坦部にのみ形成される形態もある）。
また、発光層１１０ｂは、正孔注入／輸送層１１０ａの平坦部１１０ａ１及び周縁部１１０ａ２上に渡って形成されており、平坦部１１２ａ１上での厚さが５０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲とされている。発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ１、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ２、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ３の３種類を有し、図２に示したように、各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３がストライプ配置されている。
無機物バンク層の第１積層部１１２ｅ上に不均一な厚さの周縁部１１０ａ２が形成されているため、周縁部１１０ａ２が第１積層部１１２ｅによって画素電極１１１から絶縁された状態となり、周縁部１１０ａ２から発光層１１０ｂに正孔が注入されることがない。これにより、画素電極１１１からの電流が平坦部１１２ａ１のみに流れ、正孔を平坦部１１２ａ１から発光層１１０ｂに均一に輸送させることができ、発光層１１０ｂの中央部分のみを発光させることができるとともに、発光層１１０ｂにおける発光量を一定にすることができる。
また、無機物バンク層１１２ａが有機物バンク層１１２ｂよりも画素電極１１１の中央側に更に延出されているので、この無機物バンク層１１２ａによって画素電極１１１と平坦部１１０ａ１との接合部分の形状をトリミングすることができ、各発光層１１０ｂ間の発光強度のばらつきを抑えることができる。
更に、画素電極１１１の電極面１１１ａ及び無機物バンク層の第１積層部１１２ｅが親液性を示すので、有機ＥＬ層１１０が画素電極１１１及び無機物バンク層１１２ａに均一に密着し、無機物バンク層１１２ａ上で有機ＥＬ層１１０が極端に薄くならず、画素電極１１１と陰極１２との短絡を防止できる。
また、有機物バンク層１１２ｂの上面１１２ｆ及び上部開口部１１２ｄの壁面が撥液性を示すので、有機ＥＬ層１１０と有機物バンク層１１２ｂとの密着性が低くなり、有機ＥＬ層１１０が開口部１１２ｇから溢れて形成されることがない。
尚、正孔注入／輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。また、発光層１１０ｂの材料としては、例えば、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、ペリレン、９，１０-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープして用いることができる。
陰極１２は、発光素子部１１の全面に形成されており、画素電極１１１と対になって有機ＥＬ層１１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層１１０ｂに直接に接して発光層１１０ｂに電子を注入する役割を果たす。
また、発光層１１０ｂと陰極１２との間に発光効率を高めるためのＬｉＦを形成する場合もある。なお、赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１１０ｂ２にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いても良い。従ってこの場合は青色（Ｂ）発光層１１０ｂ３のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウム以外のものを積層しても良い。また、赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。
また、陰極１２を形成するアルミニウムは、発光層１１０ｂから発した光を基板２側に反射させるもので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等からなることが好ましい。更にアルミニウム上にＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる酸化防止用の保護層を設けても良い。
図３に示す発光素子部１１上には、実際の有機ＥＬ装置では封止部が備えられる。この封止部は、例えば基板２の周囲に環状に封止樹脂を塗布し、さらに封止缶により封止することにより形成することができる。前記封止樹脂は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。この封止部は、陰極１２または発光素子部１１内に形成された発光層の酸化を防止する目的で設けられる。また、前記封止缶の内側には水、酸素等を吸収するゲッター剤を設け、封止缶の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようにしてもよい。
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上記有機ＥＬ装置を製造する方法について図面を参照して説明する。
本実施形態の製造方法は、（１）バンク部形成工程、（２）正孔注入／輸送層形成工程、（３）発光層形成工程、（４）陰極形成工程及び（５）封止工程等を有する。なお、ここで説明する製造方法は一例であって、必要に応じてその他の工程が追加されたり、上記の工程の一部が除かれたりする。なお、（２）正孔注入／輸送層形成工程、（３）発光層形成工程は、液滴吐出装置を用いた液体吐出法（インクジェット法）を用いて行われる。
そして、本実施形態の製造方法では、（３）発光層形成工程において、基板２上に吐出される液状組成物が、各色の発光層形成用液状組成物で共通の混合溶媒を用いて構成されており、前記各色用の液状組成物の吐出が全て終了した後、一括に乾燥工程を行っている。
（１）バンク部形成工程
バンク部形成工程では、基板２の所定位置にバンク部１１２を形成する。バンク部１１２は、第１のバンク層として無機物バンク層１１２ａが形成され、第２のバンク層として有機物バンク層１１２ｂが形成された構造を有している。
（１）−１ 無機物バンク層１１２ａの形成
まず、図４に示すように、基板上の所定位置に無機物バンク層１１２ａを形成する。無機物バンク層１１２ａが形成される位置は、第２層間絶縁膜１４４ｂ及び画素電極１１１上である。なお、第２層間絶縁膜１４４ｂは薄膜トランジスタ、走査線、信号線、等が配置された回路素子部１４上に形成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の無機物材料にて構成することができる。これらの材料は、例えばＣＶＤ法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成される。更に、無機物バンク層１１２ａの膜厚は５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍがよい。
無機物バンク層１１２ａは、層間絶縁層１４４及び画素電極１１１の全面に無機物膜を形成し、その後無機物膜をフォトリソグラフィ法等によりパターニングすることにより、開口部を有する形にて形成される。この開口部は、画素電極１１１の電極面１１１ａの形成位置に対応するもので、図４に示すように下部開口部１１２ｃとして設けられる。なお、このとき、無機物バンク層１１２ａは画素電極１１１の周縁部と一部重なるように形成され、これにより発光層１１０の平面的な発光領域が制御される。
（１）−２ 有機物バンク層１１２ｂの形成
次に、第２のバンク層としての有機物バンク層１１２ｂを形成する。
具体的には、図４に示すように、無機物バンク層１１２ａ上に有機物バンク層１１２ｂを形成する。有機物バンク層１１２ｂを構成する材料として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する材料を用いる。これらの材料を用い、有機物バンク層１１２ｂをフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。なお、パターニングする際、有機物バンク層１１２ｂに上部開口部１１２ｄを形成する。上部開口部１１２ｄは、電極面１１１ａ及び下部開口部１１２ｃに対応する位置に設けられる。
上部開口部１１２ｄは、図４に示すように、無機物バンク層１１２ａに形成された下部開口部１１２ｃより広く形成する事が好ましい。更に、有機物バンク層１１２ｂは断面形状がテーパー状をなすことが好ましく、有機物バンク層１１２ｂの最底面では画素電極１１１の幅より狭く、有機物バンク層１１２ｂの最上面では画素電極１１１の幅とほぼ同一の幅に形成する事が好ましい。
これにより、無機物バンク層１１２ａの下部開口部１１２ｃを囲む第１積層部１１２ｅが、有機物バンク層１１２ｂよりも画素電極１１１の中央側に突出された形になる。このようにして、有機物バンク層１１２ｂに形成された上部開口部１１２ｄ、無機物バンク層１１２ａに形成された下部開口部１１２ｃを連通させることにより、無機物バンク層１１２ａ及び有機物バンク層１１２ｂを貫通する開口部１１２ｇが形成される。なお、本実施の形態では、上記無機物バンク層１１２ａについて画素電極１１１の中央側に突出した部分の突出量は、画素毎に異なる値とされており、具体的には各発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３毎に異なる突出量とされている。
また、有機物バンク層１１２ｂの厚さは、０．１μｍ〜３．５μｍの範囲が好ましく、特に２μｍ程度がよい。このような範囲とする理由は以下の通りである。
すなわち、厚さが０．１μｍ未満では、後述する正孔注入／輸送層及び発光層の合計厚より有機物バンク層１１２ｂが薄くなり、発光層１１０ｂが上部開口部１１２ｄから溢れてしまうおそれがあるので好ましくない。また、厚さが３．５μｍを越えると、上部開口部１１２ｄによる段差が大きくなり、上部開口部１１２ｄにおける陰極１２のステップカバレッジが確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層１１２ｂの厚さを２μｍ以上とすれば、陰極１２と駆動用の薄膜トランジスタ１２３との絶縁を高めることができる点で好ましい。
さらに、形成されたバンク部１１２、及び画素電極１１１の表面は、プラズマ処理により適切な表面処理を施すことが好ましく、具体的にはバンク部１１２表面の撥液化処理、及び画素電極１１１の親液化処理を行う。
まず、画素電極１１１の表面処理は、酸素ガスを用いたＯ２プラズマ処理により行うことができ、例えばプラズマパワー１００ｋＷ〜８００ｋＷ、酸素ガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、板搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０℃〜９０℃の条件で処理することで、画素電極１１１表面を含む領域を親液化することができる。また、このＯ２プラズマ処理により画素電極１１１表面の洗浄、及び仕事関数の調整も同時に行われる。
次いで、バンク部１１２の表面処理は、テトラフルオロメタンを用いたＣＦ４プラズマ処理により行うことができ、例えばプラズマパワー１００ｋＷ〜８００ｋＷ、４フッ化メタンガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、基板搬送速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０℃〜９０℃の条件で処理することで、バンク部１１２の上部開口部１１２ｄ及び上面１１２ｆを撥液化することができる。
（２）正孔注入／輸送層形成工程
次に発光素子形成工程では、まず画素電極１１１上に正孔注入／輸送層を形成する。
正孔注入／輸送層形成工程では、液滴吐出装置として例えばインクジェット装置を用いることにより、正孔注入／輸送層形成材料を含む液状組成物を電極面１１１ａ上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極１１１上及び無機物バンク層１１２ａ上に正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。なお、ここで、正孔注入／輸送層１１０ａは第１積層部１１２ｅ上に形成されないこともあり、つまり画素電極１１１上にのみ正孔注入／輸送層が形成される形態もある。
インクジェットによる製造方法は以下の通りである。すなわち、図５に示すように、インクジェットヘッドＨ１に形成された複数のノズルから正孔注入／輸送層形成材料を含む液状組成物を吐出する。ここではインクジェットヘッドを走査することにより各画素毎に組成物を充填しているが、基板２を走査することによっても可能である。更に、インクジェットヘッドと基板２とを相対的に移動させることによっても組成物を充填させることができる。なお、これ以降のインクジェットヘッドを用いて行う工程では上記の点は同様である。
インクジェットヘッドによる吐出は以下の通りである。すなわち、インクジェットヘッドＨ１に形成された吐出ノズルＨ２を電極面１１１ａに対向させて配置し、ノズルＨ２から液状組成物を吐出する。画素電極１１１の周囲には下部開口部１１２ｃを区画するバンク１１２が形成されており、この下部開口部１１２ｃ内に位置する画素電極面１１１ａにインクジェットヘッドＨ１を対向させ、このインクジェットヘッドＨ１と基板２とを相対移動させながら、吐出ノズルＨ２から１滴当たりの液量が制御された液状組成物の液滴１１０ｃを電極面１１１ａ上に吐出する。
本工程で用いる液状組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
より具体的な組成としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１：２０）：１２．５２重量％、ＩＰＡ：１０重量％、ＮＭＰ：２７．４８重量％、ＤＭＩ：５０重量％のものを例示できる。なお、上記液状組成物の粘度は１ｍＰａ・ｓ〜２０ｍＰａ・ｓ程度が好ましく、特に４ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓ程度が良い。
上記の液状組成物を用いることにより、吐出ノズルＨ２に詰まりが生じることがなく安定吐出できる。なお、正孔注入／輸送層形成材料は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。本実施の形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に対して異なる正孔注入／輸送層形成材料を用いており、各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３毎に吐出する液状組成物の粘度が異なるものとされている。
ここで、異なる粘度の液状組成物を吐出する場合、その粘度の違いにより、形成される正孔注入／輸送層の膜厚が不均一となる場合がある。具体的には、図１２に示すように、用いる液状組成物の粘度が低い（例えば１ｍＰａ・ｓ）と、形成される層２０１の膜厚が周縁部（ここでは無機物バンク部１１２ａに近い側）において大きくなる傾向があり、一方、液状組成物の粘度が高い（例えば２０ｍＰａ・ｓ）と、図１３に示すように、形成される層２０２の膜厚が中心部において大きくなる傾向がある。
一方、粘度とは別に、無機物バンク層１１２ａのうち有機物バンク層１１２ｂの開口内面から突出する部分（第１積層部）１１２ｅの表面積により、形成される正孔注入／輸送層の膜厚が不均一となる場合がある。具体的には、無機物バンク層１１２ａの上記突出部１１２ｅの表面積が大きいと、形成される層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向があり、一方、無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの表面積が小さいと、形成される層の膜厚が中心部において大きくなる傾向がある。さらに、具体的には、無機物バンク層１１２ａの上記突出部１１２ｅの突出幅（図１１に示す幅Ｌ１）が５μｍ程度のときは、形成される層の膜厚が周縁部（隔壁部に近い側）において大きくなる傾向があり（図１２参照）、一方、無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅（図１１に示す幅Ｌ１）が１μｍ程度のときは、形成される層の膜厚が中心部において大きくなる傾向がある（図１３参照）。
そこで、本実施形態では、各色の発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３毎に吐出する液状組成物の粘度が異なるため、予め無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの表面積を各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３毎（つまり各色の画素毎）に異ならせておき、不均一な膜厚の正孔注入／輸送層が形成されることを防止ないし抑制している。具体的には、相対的に高い粘度を有する液状組成物を吐出する画素においては突出部１１２ｅの突き出し量を大きくして、該突出部１１２ｅの表面積を大きくし、相対的に低い粘度を有する液状組成物を吐出する画素においては突出部１１２ｅの突き出し量を小さくして、該突出部１１２ｅの表面積を小さくした。
図５に戻り、吐出された組成物の液滴１１０ｃは、親液処理された電極面１１１ａ及び第１積層部１１２ｅ上に広がり、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に充填される。仮に、第１組成物滴１１０ｃが所定の吐出位置から外れて上面１１２ｆ上に吐出されたとしても、上面１１２ｆが第１組成物滴１１０ｃで濡れることがなく、弾かれた第１組成物滴１１０ｃが下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込む。
電極面１１１ａ上に吐出する組成物の量は、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄの大きさ、形成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、液状組成物中の正孔注入／輸送層形成材料の濃度等により決定される。また、液状組成物の液滴１１０ｃは１回のみならず、数回に分けて同一の電極面１１１ａ上に吐出しても良い。この場合、各回における液状組成物の量は同一でも良く、各回毎に液状組成物を変えても良い。更に電極面１１１ａの同一箇所のみならず、各回毎に電極面１１１ａ内の異なる箇所に前記液状組成物を吐出しても良い。
インクジェットヘッドの構造については、図１４に示すようなヘッドＨを用いる事ができる。更に、基板とインクジェットヘッドの配置に関しては図１５のように配置することが好ましい。
図１４中、符号Ｈ７は前記のインクジェットヘッドＨ１を支持する支持基板であり、この支持基板Ｈ７上に複数のインクジェットヘッドＨ１が備えられている。
インクジェットヘッドＨ１のインク吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列で吐出ノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、このインクジェットヘッドＨ１は、吐出ノズルを基板側に向けるとともに、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図１４では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。
また図１５に示すインクジェット装置において、符号１１１５は基板２を載置するステージであり、符号１１１６はステージ１１１５を図中ｘ軸方向（主走査方向）に案内するガイドレールである。またヘッドＨは、支持部材１１１１を介してガイドレール１１１３により図中ｙ軸方向（副主走査方向）に移動できるようになっており、更にヘッドＨは図中θ軸方向に回転できるようになっており、インクジェットヘッドＨ１を主走査方向に対して所定の角度に傾けることができるようになっている。このように、インクジェットヘッドを走査方向に対して傾けて配置することにより、ノズルピッチを画素ピッチに対応させることができる。また、傾き角度調整することにより、どのような画素ピッチに対しても対応させることができる。
図１５に示す基板２は、マザー基板に複数のチップを配置した構造となっている。即ち、１チップの領域が１つの表示装置に相当する。ここでは、３つの表示領域２ａが形成されているが、これに限られるものではない。例えば、基板２上の左側の表示領域２ａに対して組成物を塗布する場合は、ガイドレール１１１３を介してヘッドＨを図中左側に移動させるとともに、ガイドレール１１１６を介して基板２を図中上側に移動させ、基板２を走査させながら塗布を行う。次に、ヘッドＨを図中右側に移動させて基板の中央の表示領域２ａに対して組成物を塗布する。右端にある表示領域２ａに対しても前記と同様である。なお、図１４に示すヘッドＨ及び図１５に示すインクジェット装置は、正孔注入／輸送層形成工程のみならず、発光層形成工程にも用いるものである。
次に、図６に示すような乾燥工程を行う。つまり、吐出後の第１組成物を乾燥処理し、第１組成物に含まれる溶媒を蒸発させ、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。乾燥処理を行うと、液状組成物に含まれる溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層１１２ａ及び有機物バンク層１１２ｂに近いところで起き、溶媒の蒸発に併せて正孔注入／輸送層形成材料が濃縮されて析出する。これにより図６に示すように、第１積層部１１２ｅ上に、正孔注入／輸送層形成材料からなる周縁部１１０ａ２が形成される。この周縁部１１０ａ２は、上部開口部１１２ｄの壁面（有機物バンク層１１２ｂ）に密着しており、その厚さが電極面１１１ａに近い側では薄く、電極面１１１ａから離れた側、即ち有機物バンク層１１２ｂに近い側で厚くなっている。
また、これと同時に、乾燥処理によって電極面１１１ａ上でも溶媒の蒸発が起き、これにより電極面１１１ａ上に正孔注入／輸送層形成材料からなる平坦部１１０ａ１が形成される。電極面１１１ａ上では溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入／輸送層の形成材料が電極面１１１ａ上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部１１０ａ１が形成される。このようにして、周縁部１１０ａ２及び平坦部１１０ａ１からなる正孔注入／輸送層１１０ａが形成される。なお、周縁部１１０ａ２には形成されず、電極面１１１ａ上のみに正孔注入／輸送層が形成される態様であっても構わない。
上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度にして行う。圧力が低すぎると組成物の液滴１１０ｃが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で２００℃で１０分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入／輸送層１１０ａ内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
上記の正孔注入／輸送層形成工程では、吐出された組成物の液滴１１０ｃが、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に満たされる一方で、撥液処理された有機物バンク層１１２ｂで液状組成物がはじかれて下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込む。これにより、吐出した組成物の液滴１１０ｃを必ず下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に充填することができ、電極面１１１ａ上に正孔注入／輸送層１１０ａを形成することができる。
（３）発光層形成工程
発光層形成工程は、発光層形成材料吐出工程及び乾燥工程とからなる。
前述の正孔注入／輸送層形成工程と同様、インクジェット法により発光層形成用の液状組成物を正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出する。その後、吐出した液状組成物を乾燥処理（及び熱処理）して、正孔注入／輸送層１１０ａ上に発光層１１０ｂを形成する。
図７に、インクジェットにより発光層形成用材料を含む液状組成物の吐出工程を示す。図示の通り、インクジェットヘッドＨ５と基板２とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルＨ６から各色（例えばここでは青色（Ｂ））発光層形成材料を含有する液状組成物が吐出される。
吐出の際には、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に位置する正孔注入／輸送層１１０ａに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドＨ５と基板２とを相対移動させながら液状組成物が吐出される。吐出ノズルＨ６から吐出される液量は１滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液（液状組成物滴１１０ｅ）が吐出ノズルから吐出され、この液状組成物滴１１０ｅを正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出する。
本実施形態では、上記液状組成物滴１１０ｅの配置に続けて、他の発光層用の液状組成物の吐出を行う。つまり、図８に示すように、基板２上に滴下された液状組成物滴１１０ｅを乾燥させることなく、液状組成物滴１１０ｆ及び１１０ｇの吐出配置を行うようになっている。このように各色の発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３を形成するための液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇの滴下を行うに際しては、各色用の液状組成物をそれぞれ充填した複数の吐出ヘッドを、それぞれ独立に走査して基板２上への液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇの配置を行ってもよく、前記複数の吐出ヘッドを一体的に走査することにより、ほぼ同時に液状組成物１１０ｅ〜１１０ｆの配置を行えるようにしてもよい。
図８に示すように、吐出された各液状組成物１１０ｅ〜１１０ｇは、正孔注入／輸送層１１０ａ上に広がって下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に満たされる。その一方で、撥液処理された上面１１２ｆでは各液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇが所定の吐出位置からはずれて上面１１２ｆ上に吐出されたとしても、上面１１２ｆが液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇで濡れることがなく、液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇが下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込む。
各正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出する液状組成物量は、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄの大きさ、形成しようとする発光層１１０ｂの厚さ、液状組成物中の発光層材料の濃度等により決定される。また、液状組成物１１０ｅ〜１１０ｇは１回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出しても良い。この場合、各回における液状組成物の量は同一でも良く、各回毎に液状組成物の液量を変えても良い。更に正孔注入／輸送層１１０ａの同一箇所のみならず、各回毎に正孔注入／輸送層１１０ａ内の異なる箇所に液状組成物を吐出配置しても良い。
発光層形成材料としては、ポリフルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。そして、これら発光層形成材料を溶解ないし分散させるための溶媒は、各色発光層毎に同じ種類のものを用いるものとしている。
ここで、正孔注入／輸送層の形成工程と同様、異なる材料からなる液状組成物、つまり異なる粘度を有する各液状組成物を吐出する場合、その粘度の違いにより、形成される発光層の膜厚が不均一となる。そこで、本実施形態では、予め無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの表面積を各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３毎（つまり各色の画素毎）に異ならせておき、不均一な膜厚の発光層が形成されることを防止ないし抑制している。具体的には、相対的に高い粘度を有する液状組成物を吐出する画素においては突出部１１２ｅの突き出し量を大きくして、該突出部１１２ｅの表面積を大きくし、相対的に低い粘度を有する液状組成物を吐出する画素においては突出部１１２ｅの突き出し量を小さくして、該突出部１１２ｅの表面積を小さくしている。
次に、上記各色用の液状組成物１１０ｅ〜１１０ｇを所定の位置に配置し終えた後、一括に乾燥処理することにより発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３が形成される。すなわち、乾燥により液状組成物滴１１０ｅ〜１１０ｇに含まれる溶媒が蒸発し、図９に示すような赤色（Ｒ）発光層１１０ｂ１、緑色（Ｇ）発光層１１０ｂ２、青色（Ｂ）発光層１１０ｂ３が形成される。なお、図９においては赤、緑、青に発光する発光層が１つずつ図示されているが、図１やその他の図より明らかなように本来は発光素子がマトリックス状に形成されたものであり、図示しない多数の発光層（各色に対応）が形成されている。
また、発光層の液状組成物の乾燥は、真空乾燥により行うことが好ましく、具体的例を挙げるならば、窒素雰囲気中、室温で圧力を１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度とした条件により行うことができる。圧力が低すぎると液状組成物が突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材料が上部開口部１１２ｄ壁面に多く付着してしまうので好ましくない。
次いで、上記真空乾燥が終了したならば、ホットプレート等の加熱手段を用いて発光層１１０ｂのアニール処理を行うことが好ましい。このアニール処理は、各有機ＥＬ層の発光特性を最大限に引き出せる共通の温度と時間で行う。
このようにして、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａ及び発光層１１０ｂが形成される。
なお、前記発光層形成材料吐出工程に先立ち、正孔注入／輸送層１１０ａの表面を表面改質するために表面改質工程を行うものとしても良い。
発光層形成工程では、正孔注入／輸送層１１０ａの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる液状組成物の溶媒として、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶な溶媒を用いるものとするのが好ましい。しかし、その一方で正孔注入／輸送層１１０ａは、溶媒に対する親和性が低いため、溶媒を含む液状組成物を正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出しても、正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層１１０ｂを均一に塗布できないおそれがある。そこで、溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入／輸送層１１０ａの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うことが好ましい。
表面改質工程は、発光層形成の際に用いる液状組成物の溶媒と同一溶媒又はこれに類する溶媒である表面改質材を、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法又はディップ法により正孔注入／輸送層１１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行うことができる。ここで用いる表面改質材としては、液状組成物の溶媒と同一なものとして例えば、シクロへキシルベンゼン、イソプロピルビフェニル、トリメチルベンゼン等を例示でき、液状組成物の溶媒に類するものとして例えば、テトラメチルベンゼントルエン、トルエン、キシレン等を例示できる。
（４）陰極形成工程
次に、図１０に示すように、画素電極（陽極）１１１と対をなす陰極１２を形成する。即ち、各色発光層１１０ｂ及び有機物バンク層１１２ｂを含む基板２上の領域全面に、例えばカルシウム層とアルミニウム層とを順次積層した構成の陰極１２を形成する。これにより、各色発光層１１０ｂの形成領域全体に、陰極１２が積層され、赤色、緑色、青色の各色に対応する有機ＥＬ素子がそれぞれ形成される。
陰極１２は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、熱による発光層１１０ｂの損傷を防止できる点で好ましい。また陰極１２上に、酸化防止のためにＳｉＯ２、ＳｉＮ等の保護層を設けても良い。
（５）封止工程
最後に、有機ＥＬ素子が形成された基板２と、別途用意した封止基板とを封止樹脂を介して封止する。例えば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止樹脂を基板２の周縁部に塗布し、封止樹脂上に封止基板を配置する。封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極１２にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１２に侵入して陰極１２が酸化されるおそれがあるので好ましくない。
この後、基板２の配線に陰極１２を接続するとともに、基板２上あるいは外部に設けられる駆動ＩＣ（駆動回路）に回路素子部１４の配線を接続することにより、本実施形態の有機ＥＬ装置が完成する。
以上のような製造方法によると、用いる液状組成物の粘度が各色発光層毎（つまり画素毎）に種々異なる場合にも、液状組成物の粘度に応じて無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの面積を好適に調整している。その結果、各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の膜厚をそれぞれ均一且つ平坦にすることができ、光学特性に優れた有機ＥＬ装置を製造することが可能となる。しかも、上記方法では無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの突き出し量を調整するのみであるため、非常に簡便なものである。
本実施の形態では、有機ＥＬ装置、及びその製造方法について説明したが、本発明は、複数色の色材層が配列形成されたカラーフィルタ基板の製造方法や、有機ＴＦＴ等の半導体デバイスを含むデバイスの製造方法にも適用することができ、これらの本発明のカラーフィルタの製造方法やデバイスの製造方法においても、形成する色材層や機能層の平坦性を向上させる効果を得ることができるのは勿論である。
ここで、上記製造工程においてバンク層１１２内に形成する各層の膜形状（特に表面形状）と、該膜の形成に用いる液状組成物の粘度及び無機物バンク層１１２ａの突出部（第１積層部）１１２ｅの突出量（突出幅）との関係について詳述する。
まず、図１７（ａ）〜（ｅ）は、同一構成のバンク層１１２を備えた基板上、つまり無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅Ｌ１がそれぞれ同一（ここではＬ１＝３μｍ）の基板上に、粘度η（ｍＰａ・ｓ）の異なる液状組成物を吐出した場合の、得られる膜２００の形状の違いについて示す断面模式図である。このように異なる粘度の液状組成物を吐出して成膜すると、該粘度の違いにより、得られる膜２００の表面形状が変化することとなる。つまり、低粘度の場合（図１７（ａ）及び（ｂ））は、膜２００が凹状となって、その断面形状がＵ字状となるのに対して、高粘度の場合（図１７（ｅ）及び（ｄ））は、膜２００が凸状となって、その断面形状が逆Ｕ字状となるのである。
一方、図１８（ａ）〜（ｅ）は、同一粘度（ここではη＝１４ｍＰａ・ｓ）の液状組成物を、種々形状の異なるバンク層１１２を備えた基板上、つまり無機物バンク層１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅Ｌ１がそれぞれ異なる基板上に吐出した場合の、得られる膜２００の形状の違いについて示す断面模式図である。このように突出部１１２ｅの突出幅Ｌ１の異なる基板上に、同一粘度の液状組成物を吐出して成膜した場合も、該突出幅Ｌ１の違いにより、得られる膜２００の表面形状が変化することとなる。つまり、突出幅Ｌ１が大きい場合（図１８（ａ））は、膜２００が凹状となって、その断面形状がＵ字状となるのに対して、突出幅Ｌ１が小さい場合（図１８（ｅ））は、膜２００が凸状となって、その断面形状が逆Ｕ字状となるのである。
このような図１７及び図１８の変化に基づいて考察すると、液状組成物の粘度と、突出部１１２ｅの突出量（つまり突出部１１２ｅの面積）とによって、膜２００の形状を種々制御できることが分かる。つまり、図１７及び図１８に示した例では、粘度η＝１４ｍＰａ・ｓの液状組成物を用い、且つ突出部１１２ｅの突出幅Ｌ１を３μｍとした場合に、表面形状が平坦な膜２００を形成できるが、例えば図１９に示すように、相対的に低粘度（η＝４ｍＰａ・ｓ）の液状組成物を用いる場合には、突出幅Ｌ１を相対的に小さく（Ｌ１＝１μｍ）することで、表面形状が平坦な膜２００を形成することができる。一方、例えば図２０に示すように、相対的に高粘度（η＝２４ｍＰａ・ｓ）の液状組成物を用いる場合には、突出幅Ｌ１を相対的に大きく（Ｌ１＝５μｍ）することで、表面形状が平坦な膜２００を形成することができるのである。
ところで、基板上に本実施形態のような２層からなるバンクを形成し、下層側のバンクを突き出す形に構成するとともに、当該バンク内に液滴吐出法にて単層の機能膜を形成する場合、該機能膜の表面形状の平坦化を以下のように実現することができる。具体的には、図２１に示すように、機能層としてカラーフィルタを形成する場合、赤色層２００Ｒと緑色層２００Ｇと青色層２００Ｂを形成する工程において、液滴吐出法にて吐出する液状組成物の粘度を各色Ｒ，Ｇ，Ｂで統一すれば、各色Ｒ，Ｇ，Ｂのバンク形状を同一にすることで平坦なカラーフィルタを得ることができる。つまり、各色層２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂを形成するためのバンクについて、その下層（無機物バンク層）１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅をＬ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝３μｍとし、各色層２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂを形成するための液状組成物について、その粘度をηＲ＝ηＧ＝ηＢ＝１４ｍＰａ・ｓとすることで、得られる各色層２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂの表面形状を平坦化できるのである。
なお、各色層２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂを構成する材料はそれぞれ異なることから、各色の液状組成物の粘度は、例えば溶媒の種類を色毎に異ならせること、或いは濃度を色毎に異ならせること、さらに場合によっては構成材料の分子量を色毎に異ならせることによって、それぞれ統一することが可能である。
一方、仮に各色の液状組成物の粘度が、図２１（ｂ）に示すように、ηＲ＝４ｍＰａ・ｓ、ηＧ＝１４ｍＰａ・ｓ、ηＢ＝２４ｍＰａ・ｓとそれぞれ異なる場合に、バンクにおける下層（無機物バンク層）１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅をＬ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝３μｍとして統一した場合には、低粘度の液状組成物で形成した赤色層２００Ｒは凹状の表面形状を呈し、高粘度の液状組成物で形成した青色層２００Ｂは凸状の表面形状を呈することとなる。
そこで、各色の液状組成物の粘度がそれぞれ異なる場合には、図２１（ｃ）に示すように、バンクにおける下層（無機物バンク層）１１２ａの突出部１１２ｅの突出幅を各色毎に異ならせることで、平坦な表面形状の各色層２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂを形成することができる。具体的には、粘度ηＲ＝４ｍＰａ・ｓの液状組成物を用いる赤色層２００Ｒでは、バンクの突出幅Ｌ２を１μｍとし、粘度ηＧ＝１４ｍＰａ・ｓの液状組成物を用いる緑色層２００Ｇでは、バンクの突出幅Ｌ３を３μｍ、粘度ηＢ＝２４ｍＰａ・ｓの液状組成物を用いる緑色層２００Ｂでは、バンクの突出幅Ｌ４を５μｍとして最適化を図ることができる。なお、液状組成物の粘度は、吐出性、溶解性、組成等により異なるので、形成する機能膜の種類毎に異なることが一般的である。そのような場合でも、上述の通り、２層からなるバンクの下層（無機物バンク層）の突出幅をそれぞれ機能膜の種類毎に異ならせることで、それぞれ表面形状が平坦で、膜厚の均一な機能膜を形成することが可能となるのである。
他方、上述した本実施形態の有機ＥＬ装置では、各色発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３の構成材料が異なるため、通常の条件（同一溶媒、同一濃度）では、発光層を形成するための液状組成物は各色毎に粘度が異なることとなる。一方、当該発光層１１０ｂの下層に形成される正孔注入／輸送層１１０ａは、各色の構成材料が同一であるため、通常の条件（同一溶媒、同一濃度）では、当該正孔注入／輸送層１１０ａを形成するための液状組成物は各色毎に粘度が統一されることとなる。
したがって、図２２（ａ）に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａＲ，１１０ａＧ，１１０ａＢについて平坦な膜を得るべく、その液状組成物の粘度をηａＲ＝ηａＧ＝ηａＢ＝１４ｍＰａ・ｓとして統一するとともに、無機物バンク層１１２ａの突出幅をＬ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝３μｍとして統一した場合には、図２２（ｂ）に示すように、発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３を形成するに際して、各色毎に液状組成物の粘度を統一することで、平坦な表面形状を備えた発光層１１０ｂを形成することができるようになる。なお、ここでは、各色の発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３を形成するための液状組成物の粘度をηｂＲ＝ηｂＧ＝ηｂＢ＝１４ｍＰａ・ｓとすべく、各色の液状組成物毎に異なる種類の溶媒を用いるものとした。
以上のように無機物バンク層１１２ａの突出幅Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を各色毎に統一した場合には、正孔注入／輸送層１１０ａ及び発光層１１０ｂともに、用いる液状組成物の粘度を各色毎に統一することで、それぞれ平坦な膜形状を得ることができる。
また、一方で、発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３を形成する際に、各色毎に液状組成物を同一種類の溶媒にて同一濃度で構成した場合には、当該発光層形成用の液状組成物は色毎に粘度が異なるものとなる。具体的には、図２３に示すように、赤色の発光層１１０ｂＲについては粘度ηｂＲ＝４ｍＰａ・ｓ、緑色の発光層１１０ｂＧについては粘度ηｂＧ＝１４ｍＰａ・ｓ、青色の発光層１１０ｂＢについては粘度ηｂＢ＝２４ｍＰａ・ｓとした場合である。このような場合に、図２３に示すように無機物バンク層１１２ａの突出幅をＬ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝３μｍとして統一した場合には、低粘度（ηｂＲ＝４ｍＰａ・ｓ）の赤色発光層１１０ｂ１では表面が凹状を有するとともに、高粘度（ηｂＢ＝２４ｍＰａ・ｓ）の青色発光層１１０ｂ３では表面が凸状を有することとなる。
そこで、このように発光層形成用の液状組成物の粘度が色毎に異なる場合には、図２４に示すように、無機物バンク層１１２ａの突出幅を色毎に異ならせることで、表面形状の平坦な発光層を各色において形成することができるようになる。具体的には、赤色発光層を形成するバンクではＬ２＝１μｍ、緑色発光層を形成するバンクではＬ３＝３μｍ、青色発光層を形成するバンクではＬ４＝５μｍとすることができる。
なお、このようにバンクの突出幅を色毎に異ならせた場合、発光層１１０ｂの下層となる正孔注入／輸送層１１０ａについても、当該層１１０ａを平坦な状態で形成するためには、その液状組成物についても各色毎に粘度を異ならせる必要がある。ここでは、図２４（ａ）に示すように、赤色の正孔注入／輸送層１１０ａＲについては粘度ηａＲ＝４ｍＰａ・ｓ、緑色の正孔注入／輸送層１１０ａＧについては粘度ηａＧ＝１４ｍＰａ・ｓ、青色の正孔注入／輸送層１１０ａＢについては粘度ηａＢ＝２４ｍＰａ・ｓとした。これにより当該正孔注入／輸送層１１０ａについても、表面形状が平坦なものを得ることができるようになる。そして、該正孔注入／輸送層１１０ａ上に、上記各粘度を具備した液状組成物を吐出することで、各発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３を形成することができ、該発光層１１０ｂについても表面形状が平坦なものを得ることができる。
（電子機器）
図１６は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。本実施形態の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を表示手段として備えている。ここでは、携帯電話の一例を斜視図で示しており、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置１を用いた表示部を示している。このように本実施形態に係る有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器では、良好な発光特性を得ることができる。
本実施形態の有機ＥＬ装置の回路図。 同、平面構成図。 同、表示領域の断面構成図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 実施形態に係る製造方法を説明する工程図。 無機物バンク層と有機物バンク層との積層構造を拡大して示す模式図。 バンク部内に形成される層の一態様を示す説明図。 バンク部内に形成される層の異なる態様を示す説明図。 実施形態に係るヘッドの平面構成図。 実施形態に係るインクジェット装置の平面構成図。 電子機器の一例を示す斜視構成図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。 形成する膜の形状と液状組成物の粘度及びバンクの突出幅との関係を示す断面模式図。
符号の説明
２…基板、１１０…有機ＥＬ層（電気光学層）、１１０ａ…正孔注入／輸送層、１１０ｂ…発光層、１１１…画素電極、１１２…バンク部（隔壁部）、１１２ａ…無機物バンク層（第１隔壁部）、１１２ｂ…有機物バンク層（第２隔壁部）、１１２ｅ…第１積層部（突出部）

Claims (7)

  1. 複数色の着色層を所定パターンで複数備えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、
    基板上に、前記着色層の形成領域を構成する第１開口部を備えた第１隔壁部と、該第１隔壁部上に位置し、同じく前記着色層の形成領域を構成する第２開口部を備えた第２隔壁部とを形成する隔壁部形成工程と、
    前記各隔壁部の各開口部に対し、前記着色層を構成する各着色材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状体を液滴吐出法にて吐出する吐出工程とを含み、
    前記吐出する液状体は、各色の着色層毎にそれぞれ異なる粘度を有するものであって、
    前記隔壁部形成工程においては、前記第１隔壁部を前記第２隔壁部の開口内面から突き出す形にて形成するものとしており、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に大きくすることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
  2. 複数種の電気光学層を所定パターンで複数備える電気光学装置の製造方法であって、
    基板上に、前記電気光学層の形成領域を構成する第１開口部を備えた第１隔壁部と、該第１隔壁部上に位置し、同じく前記電気光学層の形成領域を構成する第２開口部を備えた第２隔壁部とを形成する隔壁部形成工程と、
    前記各隔壁部の各開口部に対し、前記電気光学層を構成する各機能材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状体を液滴吐出法にて吐出する吐出工程とを含み、
    前記吐出する液状体は、各種の電気光学層毎にそれぞれ異なる粘度を有するものであって、
    前記隔壁部形成工程においては、前記第１隔壁部を前記第２隔壁部の開口内面から突き出す形にて形成するものとしており、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第１隔壁部のうち第２隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に大きくすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  3. 前記隔壁部形成工程において、相対的に低粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第２隔壁部の開口内面から突き出した前記第１隔壁部の突出長を相対的に小さくする一方、相対的に高粘度の液状体を吐出する開口部では、前記第２隔壁部から突き出した前記第１隔壁部の突出長を相対的に大きくすることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
  4. 前記液状体に含まれる溶媒が、各種の電気光学層についてそれぞれ同一の種類のものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気光学装置の製造方法。
  5. 前記吐出工程の後、吐出した液状体を各種の電気光学層についてそれぞれ同時に乾燥させる乾燥工程を含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の電気光学装置の製造方法。
  6. 請求項２ないし５のいずれか１項に記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項６に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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